水稻土反硝化功能微生物种群演变及反硝化基因表达与N2O释放的耦合机理

农业土壤中通过硝化和反硝化作用产生的N2O是大气温室气体N2O的主要来源。我国是世界上稻田面积最大的国家，约占全国耕地的27%，发生反硝化的区域大，研究稻田系统N2O形成与释放的内在机理意义重大。本项研究将采用分子生物学技术和手段，直接利用不同反硝化基因的DNA序列差异，通过PCR，实时-PCR，DNA克隆和序列测定研究红壤性水稻土反硝化功能微生物种群结构、数量分布与施肥和水分管理的内在联系，通过微生物mRNA研究土壤不同反硝化基因的表达特征与N2O释放的关系。从而揭示红壤性水稻土在不同施肥和水分管理条件下反硝化过程功能微生物种群演变及关键功能基因表达特征与N2O释放的耦合分子机理。研究结果对控制和减少稻田系统温室气体N2O排放、优化稻田管理、提高稻田土壤氮素的利用率等方面具有重要的理论意义和实践价值。